【正文】 ...........46 ...........................................................................................................................46 .......................................................................................................................49第 4 頁(yè) 共 41 頁(yè) 機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)的目的 設(shè)計(jì)任務(wù)和主要技術(shù)要求 操作性能要求 機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)床課程設(shè)計(jì)，是在學(xué)習(xí)過課程《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思，方案分析，結(jié)構(gòu)工藝性，機(jī)械制圖，零件計(jì)算，編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。變速范圍 Rn=43～51；V=100 m/min 時(shí)，切削 45 號(hào)鋼時(shí)，機(jī)床功率允許的最大切削用量為：a p=5㎜，f=㎜/r；抗振性：一般。 =50～ 又∵ =43～51 ∴ minax/~2./innr? min0954Vd?? 主電機(jī)選擇合理的確定電機(jī)功率，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 ??~2./r?電機(jī)：Y132M4，額定功率 ，滿kw載轉(zhuǎn)速 1440 ，minr。傳動(dòng)型式則指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式、變速類型。因此，確定傳動(dòng)方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。即 ?? ??321Z?傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2 或 3 為合適，即變速級(jí)數(shù) Z應(yīng)為 2 和 3 的因子： ，可以有多種方案，例： baZ???18=332；18=2322；18=23[1+211]；18=23[121] 傳動(dòng)式的擬定 18 級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，考慮第 7 頁(yè) 共 41 頁(yè) 結(jié)構(gòu)式的擬定 轉(zhuǎn)速圖的擬定到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。綜上所述，傳動(dòng)式為 18=2322。分別為： 612218??? ( ：內(nèi)輪+ 背輪， ：重復(fù) 6 級(jí)) 6612? ( ：重復(fù) 6 級(jí)) 312? 由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床 I 軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。 轉(zhuǎn)速圖的擬定正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖：初選 61238???第 8 頁(yè) 共 41 頁(yè)4. 傳動(dòng)件的估算 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 4. 傳動(dòng)件的估算 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算三角帶傳動(dòng)中，軸間距 A 可以加大。帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。(2)確定帶輪的計(jì)算直徑 ，?D?帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 8?min??3，87 取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 =125 。(3)確定三角帶速度按公式 ????因?yàn)?5m/minV25 m/min,所以選擇合適。 (7)確定實(shí)際中心距 ????（ ）(8)驗(yàn)算小帶輪包角 ???????，主動(dòng)輪上包角合適。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速是低速第一個(gè)三分之一變速范圍的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速： min/?????? 各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速軸Ⅴ：有 18 級(jí)轉(zhuǎn)速，其中 80r/min 通過齒輪獲得63r/min，剛好能傳遞全部功率：所以：n V =80r/min同理可得：n Ⅳ =250r/min ，n Ⅲ =630r/min ，nⅡ =630r/min,nⅠ =800r/min 各軸直徑的估算nⅣ =250r/min ，n Ⅲ =630r/min ，n Ⅱ =630r/min,nⅠ第 12 頁(yè) 共 41 頁(yè)4jPdKAmN?? 其中：P電動(dòng)機(jī)額定功率 K鍵槽系數(shù) A系數(shù)?從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積；jn該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件j的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算 齒輪齒數(shù)的確定當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和 及小齒輪的齒數(shù)可以從表 36（機(jī)械制造裝zS備設(shè)計(jì)）中選取。采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí)，應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。取 .(2) ⅡⅢ齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： ??????齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算： ??取 A=121，由中心距 A 及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： ???根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。取 ??3?(4)ⅣⅤ 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算：??????? 齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算： ??，取 A=161，由中心距 A 及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： ??根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。取 ??m?第 17 頁(yè) 共 41 頁(yè)(4)標(biāo)準(zhǔn)齒輪： **???度 ， ，從機(jī)械原理 表 102 查得以下公式齒頂圓 mzdaa)+(=*1齒根圓 2fhc??分度圓 z齒頂高 a*=齒根高 mchf)+(齒輪的具體值見表齒輪尺寸表齒輪 齒數(shù) z 模數(shù) m 分度圓 d 齒頂圓 a1 34 85 902 54 135 1403 39 4 49 5 34 3 102 1086 54 3 162 1687 44 3 132 1388 44 3 132 1389 25 3 75 8110 63 3 189 19511 26 3 78 8412 65 3 195 20113 56 3 168 17414 35 3 105 11115 23 4 92 10016 72 4 288 29617 53 4 212 22018 42 4 168 17619 44 4 176 184第 18 頁(yè) 共 41 頁(yè) 齒寬確定20 56 4 224 232齒輪 齒根圓 fd齒頂高 ah齒根高 fh1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 102 102 10216 298 298 29817 222 222 22218 178 178 17819 186 186 18620 234 234 234 齒寬確定 由公式 得：??6~10,mB??為 模 數(shù)第一套嚙合齒輪 ~I m??1275Bm?341B?第 19 頁(yè) 共 41 頁(yè) 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第二套嚙合齒輪 ??6~10380IBm?? 第三套嚙合齒輪 I第四套嚙合齒輪 ??42IV第五套嚙合齒輪 6~100Bm??一對(duì)嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設(shè)計(jì)上，應(yīng)主動(dòng)輪比小齒輪齒寬大所以 ， ， ，127,15Bm?317Bm?41556789108,112314,9??5617,425BmBm18190, 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng) 時(shí)，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，再考慮16050amd?到加工問題，現(xiàn)敲定把齒輪 14 做成腹板式結(jié)構(gòu)。齒輪 14 計(jì)算如下： ??01~4272anDdMm???， ，486Ddm?， ???2022~.1m?????103/28,12DmC?? 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P156 頁(yè)，當(dāng) 。帶輪內(nèi)孔尺寸是軸承外徑尺寸 100mm。.????6,L 傳動(dòng)軸間的中心距 md1025..9721??????I ?mI 90??IV47? 軸承的選擇：Ⅰ軸： 6208 D=80 B=18 深溝球軸承Ⅱ軸： 7207C D=72 B=17 角接觸球軸承Ⅲ軸： 7207C D=72 B=17 角接觸球軸承Ⅳ軸： 7208C D=80 B=18 角接觸球軸承Ⅴ軸： 7210C D=90 B=20 角接觸球軸承Ⅵ軸： 3182115 D=115 B=30 雙向推力球軸承mdI132???mdVI190?IV2??第 21 頁(yè) 共 41 頁(yè)片的徑向尺寸 按扭矩選擇摩擦片結(jié)合面的數(shù)目 離合器的軸向拉緊力 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算片式摩擦離合器目前在機(jī)床中應(yīng)用廣泛，因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中接通或脫開，具有結(jié)合平穩(wěn)、沒有沖擊、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，多用于機(jī)床主傳動(dòng)。一般外摩擦片的外徑可?。?mdD)6~2(1??d 為軸的直徑，取 d=55，所以?1D55+5=60mm特性系數(shù) 是外片內(nèi)徑 與內(nèi)片外徑 D2 之比?1取 =，則內(nèi)摩擦片外徑 ?? 按扭矩選擇摩擦片結(jié)合面的數(shù)目一般應(yīng)使選用和設(shè)計(jì)的離合器的額定靜扭矩 和額定動(dòng)扭jM矩 滿足工作要求，由于普通機(jī)床是在空載下啟動(dòng)反向的，故dM只需按離合器結(jié)合后的靜負(fù)載扭矩來計(jì)算。mmT 為在危險(xiǎn)斷面的最大扭矩 jN?41095——N 為該軸傳遞的最大功率——Nj為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪的圓周力： DTPt2?齒輪的徑向力： Ⅰ軸的強(qiáng)度計(jì)算Ⅰ軸： ???IP mNnjI??? 作用在齒輪上的力的計(jì)算第 24 頁(yè) 共 41 頁(yè) 已知大齒輪的分度圓直徑：d=mz=39=圓角力： NDFt ????徑向力： tr .軸向力： ?方向如圖所示：由受力平衡： 0Fr12??拉拉F==所以 =－（+）=－?以 a 點(diǎn)為參考點(diǎn)，由彎矩平衡得：105 + （105+40）－ （300+40+105）=01Fr 2F所以： = 2=第 25 頁(yè) 共 41 頁(yè) 主軸抗震性的驗(yàn)算在 V 面內(nèi)的受力情況如下：受力平衡： 021???FtE即：+ 0以 a 點(diǎn)為參考點(diǎn)，由彎矩平衡：1F105－ （105+40）+ （30